JP4167564B2

JP4167564B2 - カメラ

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Publication number: JP4167564B2
Application number: JP2003281569A
Authority: JP
Inventors: 裕一黒澤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005049616A; GB2404447B; US20050025475A1; FR2858430A1; US7140788B2; DE102004036629B4; FR2858430B1; GB2404447A; GB0416950D0; DE102004036629A1

Description

本発明はミラーボックスとボディ本体とでカメラボディを構成したカメラに関し、特にミラーボックスが熱膨張係数の比較的に大きな材料で形成されたカメラにに関するものである。

一眼レフカメラのカメラボディとして、レンズマウントやシャッターチャージ機構、ファインダ光学系のような複雑な形状が要求されるミラーボックスをアルミダイカストやガラス繊維強化樹脂を成型して形成することが行われている。その一方で、ミラーボックス以外のカメラボディ（以下、ここではボディ本体と称する）はプレス加工等によって形成した金属板部材を組み立てて構成し、この組み立てたボディ本体に成型したミラーボックスを一体的に組み込んでカメラボディを構成している。このようにすることで、カメラボディの複雑な形状部分であるミラーボックスを容易に製造することができ、同時にカメラに要求される強度をボディ本体によって確保することが容易になる。

このようにカメラボディを異なる材料の複合構造としたカメラでは、周囲温度の変化によって特に熱膨張係数が大きなアルミダイカストやガラス繊維強化樹脂で形成されているミラーボックスの方がボディ本体よりも熱変形量が大きくなる。この熱変形には一様性がない。その理由はミラーボックスが一部においてボディ本体に固定されているためにミラーボックスにおける熱変形量が部分的に相違すること、あるいは樹脂の成型時の流動方向が相違する部分での熱変形量が相違すること等がその原因となる。このようなミラーボックスの熱変形が生じると、撮影レンズのレンズマウントと結像面（フィルム面）が平行でなくなったり、結像面位置（レンズバック寸法）が変化されてしまい、被写界深度が浅い撮影条件では撮影画面の一部領域に焦点ずれが生じたり、撮影画面の全領域において焦点ずれが生じる等、焦点のあった高品質の撮影を行うことが困難になる。

特に、特許文献１に記載のように被写体の結像面にＣＣＤ等の撮像素子を配置しているデジタルカメラでは、撮像素子を駆動したときに発生する熱によってミラーボックスが熱変形され易くなる。また、このデジタルカメラでは、撮像素子の撮像面に要求される合焦位置精度が厳しいため、ミラーボックスの熱変形量を多少抑制する程度では撮像素子における合焦条件を満たすことができなくなり、高品質の撮影を行うことが困難になる。
特開２００３−６９８８６号公報

このようなミラーボックスの熱変形を抑制するためにはミラーボックスを熱膨張係数の小さい材料で形成することが考えられるが、カメラに要求されるような軽量でかつミラーボックスのような複雑な形状をしたものを容易に成型することが可能で、しかも熱膨張係数の小さい材料を得ることは困難である。

本発明の目的は、ミラーボックスの熱変形を抑制し、高品質の撮影を実現することが可能なカメラボディを備えたカメラを提供するものである。

本発明は、アルミニウムや樹脂で矩形箱状に形成されたミラーボックスと、ミラーボックスを固定支持するボディ本体とでカメラボディを構成したカメラにおいて、ボディ本体をミラーボックスよりも熱膨張係数の小さい材料で形成しており、背面部材と、前記背面部材の底縁に沿って延長された底面部材と、前記背面部材の左右両側部において当該背面部材に連結された左右の部材とで構成され、前記背面部材、底面部材、左右の部材で挟まれる領域に前記ミラーボックスが収納され、前記ミラーボックスの背面側の左右上下の４つの角部は前記背面部材に、底面側の前側左右の２つの角部は前記底面部材に、上面側の前側左右２つの角部はおのおの前記左右の部材に、それぞれ固定手段によって固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、熱膨張係数の小さいボディ本体により矩形箱状に形成したミラーボックスを８つの角部において固定支持することで、ミラーボックスをボディ本体で機械的に保持する状態とし、ミラーボックスの熱変形を強制的に抑制して撮影画面の全領域における焦点ずれを防止し、同時にレンズマウントに対する結像面の平行状態を保持して撮影画面の一部領域での焦点ずれを防止することが可能になる。したがって、ミラーボックスが熱変形した場合でも撮影画面の全領域及び一部領域における焦点ずれを防止し、高品質の撮影を行うことが可能になる。

本発明では、ミラーボックスの前後方向に沿って配置されてそれぞれ対をなしている４対の固定手段は、それぞれの光軸方向の間隔寸法がほぼ等しく設定することが好ましい。ミラーボックスが熱変形した場合でも撮影画面を囲む上下左右の部分が光軸方向に均等に変形されることになり、撮影画面の焦点ずれの防止効果を高める。また、本発明では、ボディ本体を鉄系材料で形成する、例えば、ステンレス鋼で構成することが好ましい。

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明をデジタルカメラに適用した実施例１の一部を破断した背面斜視図である。一眼レフカメラとして構成されているデジタルカメラはカメラボディ１の前面に撮影レンズ２が交換可能に装着される。また、カメラボディ１の上カバー３にはＬＣＤ表示部４、シャッタ釦５、各種スイッチ６が配設されている。また、一部を破断した背面カバー７には図には表れないＬＣＤモニタ及び各種スイッチが配設されている。前記背面カバー７の内側、すなわちカメラボディ１の内部には大型撮像素子を備える撮像素子ブロック８が取り付けられている。ここでは撮像素子としてＣＣＤを用いているので、以降はＣＣＤブロックとして説明する。前記ＣＣＤブロック８はカメラボディ１内に設けられた図１には表れないミラーボックスの背面側の位置において、前記撮影レンズ２によって撮影される被写体像が結像される焦点面に前記ＣＣＤの撮像面が配置されるように前記カメラボディ１の内部構造体であるボディ本体１０に組み付けられている。

図２は図１のデジタルカメラのカメラボディ１の内部構体の部分分解斜視図である。図２において、カメラボディはボディ本体１０とミラーボックス１１とで構成されている。ミラーボックス１１はアルミダイカストやガラス繊維強化樹脂等により成型されており、全体として矩形の箱型、この実施例では立方体に近い中空の角筒状に形成されている。そして、前記ミラーボックス１１の前面側にはレンズマウント１２がネジ等によって一体的に取着され、上面側には図には表れないピントガラスとともにペンタプリズム１３が搭載され、内部にはクイックリターンミラー１４やその他の部品が内装されている。前記レンズマウント１２はマウント面が撮影レンズ２の光軸に対して垂直な面を向くように取着される。また、前記ミラーボックス１１の側面にはミラー駆動機構やその他の機構部品１５が搭載されるとともに、図２にその一部のみを図示するように、ミラーボックスの８つの頂点、すなわち角部あるいはその近傍部位（この明細書では近傍部位を含めて角部と称することにする）には当該ミラーボックス１１を前記ボディ本体１０にネジ止めするためのネジ穴ＭＨ１〜ＭＨ８が開口されている。図２ではネジ穴ＭＨ６のみが図示されている。

前記ボディ本体１０は、アルミニウムやガラス繊維強化樹脂よりも熱膨張係数の小さいステンレス鋼等の鉄系材料で構成された背面部材１１０、底面部材１２０、左右の部材、この実施例１では左右の各上面部材１３０，１４０とで構成されており、これらの部材を互いにネジやかしめによって一体的に連結した構成とされている。ここでは、背面部材１１０には底辺に沿って延長された底面部材１２０が連結され、前記背面部材１２０の両側部において左右の上面部材１３０，１４０がそれぞれ前記背面部材１１０の上縁から前方に突出した庇状に前記背面部材１１０に連結されている。そして、これら背面部材１１０、底面部材１２０、左右の上面部材１３０，１４０で挟まれる領域Ｓに前記ミラーボックス１１が収納可能にされている。

ここで、各材料の熱膨張係数（線膨張係数）は、ミラーボックス１１を構成しているアルミニウムは 2.3（×１０Ｅ−５／℃）、ガラス繊維強化樹脂は流動方向に平行な方向では 3.7（×１０Ｅ−５／℃）、流動方向に垂直な方向では 6.6（×１０Ｅ−５／℃）、ボディ本体１０を構成しているステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）は1.04（×１０Ｅ−５／℃）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）は 1.6（×１０Ｅ−５／℃）である。

前記背面部材１１０はほぼ平板状に形成されるとともに、前記領域Ｓに臨む部位には被写体像を通すための矩形のアパーチャが形成されるとともに、その前面にはシャッターユニット１６が取着される。なお、アパーチャはシャッターユニット１６の背後に存在しているため図２には示されていない。また、背面部材１１０の背面には図１に示したように前記シャッターユニット１６に臨む位置に前記ＣＣＤブロック８が取着される。このＣＣＤブロック８はカメラの焦点面の基準となる基準板８１にＣＣＤチップを封止したＣＣＤパッケージ８２が取着されたものであり、基準板８１の周囲３箇所において固定ネジ８３によって前記背面部材１１０に固定される。なお、図１にはＣＣＤパッケージ８２の端子８２ａが基準板８１の背面側に突出された状態が示されている。また、前記底面部材１２０は前記背面部材１１０の前側位置において背面部材１１０とで断面がＬ字状の構体を構成するように連結されており、その一部には三脚ネジ穴部１２１が形成される。左右の上面部材の一方、カメラ正面から見て左側の上面部材１３０の下側には前記底面部材１２０との間に樹脂等で円筒状に成型された電池室１５０が挟まれるように配設されている。他方の右側の上面部材１４０の下側には前記底面部材１２０との間に柱部材１６０が配設されており、カメラ構成部品の一部を内装することが可能にされている。さらに、前記両上面部材１３０，１４０には吊り金具１３１，１４１が一体に設けられている。そして、前記背面部材１１０、底面部材１２０、左右の上側面部材１３０，１４０にはそれぞれ前記ミラーボックス１１に設けたネジ穴ＭＨ１〜ＭＨ８に対応する位置にネジ穴ＢＨ１〜ＢＨ８が開口されている。特に、左右の上面部材１３０，１４０にはそれぞれ内辺一部に固定片１３２，１４２が上方に向けて突出形成されており、これらの固定片１３２，１４２にそれぞれネジ穴ＢＨ５，ＢＨ６が開口されている。なお、ネジ穴ＢＨ４は図２には表れていない。

ここで、前記ミラーボックス１１に開口された８個のネジ穴ＭＨ１〜ＭＨ８に対応してボディ本体１０の各部材にそれぞれ開口された８個のネジ穴ＢＨ１〜ＢＨ８は、カメラの前後方向、すなわち光軸方向に沿って配置される各２つのネジ穴ＢＨ１とＢＨ５、ＢＨ２とＢＨ６、ＢＨ３とＢＨ７、ＢＨ４とＢＨ８で対をなす４対のネジ穴対として構成されており、これら４対のネジ穴対はカメラ正面から見て光軸に対して上下方向及び左右方向にほぼ対称な位置に配置されるとともに、各ネジ穴対それぞれの光軸方向の間隔寸法がほぼ等しくなるように設定されている。

そして、前記ボディ本体１０に形成された左右の上面部材１３０，１４０の間の領域Ｓ内にミラーボックス１１が内挿され、８個の固定ネジＮ１〜Ｎ８によってボディ本体１０に固定支持されている。図３はミラーボックス１１をボディ本体１０に固定した状態を左上前方向から見た斜視図、図４は右下前方向から見た斜視図、図５は右上背面方向から見た斜視図である。また、図６は固定ネジＮ１〜Ｎ８の位置を示すための左下背面方向から見た分解斜視図である。これらの図に示すように、前記ミラーボックス１１の背面側では、左右上下の４つの角部のネジ穴ＭＨ１〜ＭＨ４に背面部材１１０に開口された４つのネジ穴ＢＨ１〜ＢＨ４を通した固定ネジＮ１〜Ｎ４が螺合され、固定が行われる。また、ミラーボックス１１の底面側では前側の左右２つの角部のネジ穴ＭＨ７，ＭＨ８に底面部材１２０に開口された２つのネジ穴ＢＨ７，ＢＨ８を通して固定ネジＮ７，Ｎ８が螺合され、固定が行われる。さらに、ミラーボックス１１の左右の側面側では、それぞれの上側前部の各角部のネジ穴ＭＨ５，ＭＨ６に左右の各上面部材１３０，１４０の各１つのネジ穴ＢＨ５，ＢＨ６を通して固定ネジＮ５，Ｎ６が螺合され、固定が行われる。

このようにして構成されたカメラボディでは、熱膨張係数が相対的に大きなアルミダイカストやガラス繊維強化樹脂で構成されているミラーボックス１１は８つの角部の全てにおいて熱膨張係数が小さい鉄系材料のステンレス鋼で形成されているボディ本体１０によって周囲を包囲された状態で機械的に固定されていることになる。そのため、カメラの周囲温度が変化してミラーボックス１１が熱膨張または熱収縮、あるいは捩じれ等の熱変形が生じる状態になった場合しても、ミラーボックス１１は８つの角部において固定ネジＮ１〜Ｎ８によってボディ本体１０に強固に固定されているためその熱膨張、熱収縮等の熱変形が抑止されることになる。すなわち、ミラーボックス１１はボディ本体１０と一体化された状態であるため、周囲温度が変化したときにはミラーボックス１１が独自に熱変形されることはなく、ボディ本体１０において生じる僅かな熱変形の範囲内で熱変形されるのに留まる。これにより、ＣＣＤパッケージ８２のＣＣＤチップの撮像面とレンズマウント１２との光軸方向の寸法変化を抑制し、撮影レンズ２の被写界深度の範囲内に抑え、撮影画面での焦点ずれを防止し、高品質の撮影が保持される。

また、前述のようにボディ本体１０における熱変形によってこれと一体的にミラーボックス１１が熱変形した場合でも、ミラーボックス１１の前面側に取着したレンズマウント１２のマウント面が光軸に対して垂直な状態が保持され、ＣＣＤチップの撮像面と平行な状態が保される。すなわち、図７（ａ）にミラーボックス１１の左側面での固定状態を模式的に示すように、ミラーボックス１１はボディ本体１０の背面部材１１０、底面部材１２０、左上面部材１３０にそれぞれ固定ネジＮ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７で固定されている。また、これらの固定ネジＮ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７による固定位置は光軸に対して左右、上下にそれぞれほぼ対称であり、しかも光軸方向に向けられた固定ネジＮ１とＮ５、Ｎ３とＮ７の間隔寸法はそれぞれほぼ等しくされている。そのため、ボディ本体１０に熱変形が生じて、例えば図７（ｂ）に鎖線で示すように示すように、ボディ本体１０が熱膨張した場合でも、底面部材１２０と上面部材１３０のそれぞれにおける光軸方向の熱膨張寸法は等しくなる。これはミラーボックス１１の右側面においても同様である。これによりレンズマウント１２は光軸に対して垂直な状態を保ったまま光軸方向に沿って前方に膨張変形されることになり、撮影画面の一部領域において焦点ずれが生じるようなこともない。

因みに、図８（ａ）にミラーボックス１１の左側面を示すように、ミラーボックス１１に対して左上面部材１３０の上部での固定ネジＮ５による固定を行っていない構造の場合には、ミラーボックス１１の左上面部材１３０の下部での熱変形の抑止効果は得られるものの、上部での熱変形の抑止効果が得られないため、当該上部は光軸方向に熱膨張されることになり、結果として図８（ｂ）に示すように、レンズマウント１２は上部が前方に膨張され、マウント面は下方に傾斜された状態となる。これにより、レンズマウント１２とＣＣＤチップの撮像面との平行状態が保持できなくなり、撮影画面の一部領域において焦点ずれが生じてしまうことになる。

前記実施例１では、ボディ本体１０に左右の上面部材１３０，１４０を設け、これら上面部材１３０，１４０を利用してミラーボックス１１を固定した例を示したが、本発明ではミラーボックス１１を光軸に対して対称な位置で固定すれば、ミラーボックス１１の光軸方向の熱変形やレンズマウント１２の光軸に対する傾きを防止することが可能である。したがって、光軸に対して対称な位置でミラーボックス１１を固定することが可能であれば実施例１のように必ずしもミラーボックス１１の８つの角部でそれぞれ固定する必要はない。例えば、ボディ本体１０にはミラーボックス１１の左右両側にそれぞれ左右の各側面部材を配設し、かつミラーボックス１１の背面側をボディ本体１０の背面部材１１０の内面に当接させるようにした上で、各側面部材に設けた固定ネジによってミラーボックス１１をボディ本体１０に固定支持した構成の場合には、左右の各側面部材のそれぞれ１箇所においてミラーボックスを固定するようにしてもよい。

図９（ａ）は実施例２の構成を模式的に示す左側面図であり、この実施例２ではボディ本体１０に設けた左側面部材１３０Ａの光軸と同じ高さの前側位置の１箇所で固定ネジＮ１１によってミラーボックス１１を固定している。同様に図には表れないが右側面部材においてもこれと光軸に対称な位置の１箇所で固定ネジＮ１２によってミラーボックス１１を固定する。なお、固定ネジＮ１２は図９（ａ）において固定ネジＮ１１の裏側に配置されることになる。このように２箇所でミラーボックス１１を固定するだけでも、図９（ｂ）に示すように、実施例１の場合と同様にボディ本体１０によってミラーボックス１１が光軸方向に熱変形することが防止でき、同時に固定ネジＮ１１，Ｎ１２が光軸に対称に配置されているためにレンズマウント１２が熱変形によって傾斜することが防止できる。

ここで本発明のカメラは前記実施例のデジタルカメラに限られるものではなく、背面部材のアパーチャに沿って銀塩フィルムを配設した銀塩フィルム方式のカメラについても同様に適用できることは言うまでもない。

本発明のカメラの一部を破断した背面方向の斜視図である。図１のカメラのカメラボディの部分分解斜視図である。カメラボディを左上前方向からみた斜視図である。カメラボディを右下前方から見た斜視図である。カメラボディを右上背面方向から見た斜視図である。固定ネジの配設位置を説明するための右下後方から見た分解斜視図である。本発明の作用を説明するための模式的な左側面図である。従来の不具合を説明するための模式的な左側面図である。実施例２の構成と作用を説明するための模式的な左側面図である。

符号の説明

１カメラボディ
２撮影レンズ
８ＣＣＤブロック
１０ボディ本体
１１ミラーボックス
８１基準板
８２ＣＣＤパッケージ
１１０背面部材
１２０底面部材
１３０左上面部材
１３０Ａ左側面部材
１４０右上面部材
ＢＨ１〜ＢＨ８ネジ穴（ボディ本体）
ＭＨ１〜ＭＨ８ネジ穴（ミラーボックス）
Ｎ１〜Ｎ８，Ｎ１１，Ｎ１２固定ネジ

Claims

アルミニウムや樹脂で矩形箱状に形成されたミラーボックスと、前記ミラーボックスを固定支持するボディ本体とでカメラボディを構成したカメラにおいて、前記ボディ本体は前記ミラーボックスよりも熱膨張係数の小さい材料で形成しており、背面部材と、前記背面部材の底縁に沿って延長された底面部材と、前記背面部材の左右両側部において当該背面部材に連結された左右の部材とで構成され、前記背面部材、底面部材、左右の部材で挟まれる領域に前記ミラーボックスが収納され、前記ミラーボックスの背面側の左右上下の４つの角部は前記背面部材に、底面側の前側左右の２つの角部は前記底面部材に、上面側の前側左右２つの角部はおのおの前記左右の部材に、それぞれ固定手段によって固定されていることを特徴とするカメラ。
前記ミラーボックスの前後方向に沿って配置されてそれぞれ対をなしている４対の固定手段は、それぞれの光軸方向の間隔寸法がほぼ等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
前記ミラーボックスは熱膨張係数（線膨張係数）が 2.3〜 6.6（×１０Ｅ−５／℃）であり、前記ボディ本体は熱膨張係数（線膨張係数）が1.04〜 1.6（×１０Ｅ−５／℃）であることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ。
前記ボディ本体を鉄系材料で形成したことを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
前記ボディ本体をステンレス鋼で構成したことを特徴とする請求項４に記載のカメラ。
前記カメラは前記ボディ本体に撮像素子を搭載した撮像素子パッケージが固定支持されたデジタルカメラとして構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカメラ。